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REDVET. Revista Electrónica de Veterinaria E-ISSN: 1695-7504 redvet@veterinaria.org Veterinaria Organización España Borrás Sandoval, Luis Miguel; Valiño Cabrera, Elaine; Elías Iglesia, Arabel Evaluación del efecto de la inclusión de materiales fibrosos en la fermentación en estado sólido de residuos poscosecha de papa (Solanum tuberosum) inoculado con preparado microbial REDVET. Revista Electrónica de Veterinaria, vol. 18, núm. 8, agosto, 2017, pp. 1-16 Veterinaria Organización Málaga, España Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=63652581011 Cómo citar el artículo Número completo Más información del artículo Página de la revista en redalyc.org Sistema de Información Científica Red de Revistas Científicas de América Latina, el Caribe, España y Portugal Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto http://www.redalyc.org/revista.oa?id=636 http://www.redalyc.org/revista.oa?id=636 http://www.redalyc.org/revista.oa?id=636 http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=63652581011 http://www.redalyc.org/comocitar.oa?id=63652581011 http://www.redalyc.org/fasciculo.oa?id=636&numero=52581 http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=63652581011 http://www.redalyc.org/revista.oa?id=636 http://www.redalyc.org REDVET Rev. Electrón. vet. http://www.veterinaria.org/revistas/redvet 2017 Volumen 18 Nº 8 - http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n080817.html Evaluación del efecto de la inclusión de materiales fibrosos en la fermentación en estado sólido de residuos poscosecha de papa (Solanum tuberosum) inoculado con preparado microbial http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n080817/081711.pdf 1 REDVET - Revista electrónica de Veterinaria - ISSN 1695-7504 Evaluación del efecto de la inclusión de materiales fibrosos en la fermentación en estado sólido de residuos poscosecha de papa (Solanum tuberosum) inoculado con preparado microbial - Evaluation of the effect of the inclusion of fibrous materials in solid state fermentation waste in post harvest potatoes (Solanum tuberosum) microbial preparation inoculated Borrás Sandoval, Luis Miguel: PhD ©, Docente Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, UPTC. Grupo de Investigación GIBNA. Colombia. Luis.borras@uptc.edu.co | Valiño Cabrera, Elaine: PhD, Investigador Instituto de Ciencia Animal, ICA, Cuba.| Elías Iglesia, Arabel: PhD, Investigador Instituto de Ciencia Animal, ICA, Cuba. Resumen En el presente estudio, se plantea la utilización de tres materias fibrosas para la fermentación de los desechos poscosecha de la papa. Estas materias (salvado de trigo, harina de alfalfa y harina de arroz), son de fácil consecución en la zona de estudio, debido a que en Colombia, tradicionalmente los cultivos que sobresalen por su participación en la producción total de transitorios son el arroz y la papa. Tanto de la papa como de los procesos industriales de ella, quedan gran cantidad de residuos altamente contaminantes y con un potencial de ser reutilizados en otros procesos (Chintagunta, et al. 2015) es por ello que el objetivo fue evaluar el efecto de la inclusión de materiales vegetales fibrosos en la cinética de fermentación en estado sólido de residuos poscosecha de Solanum tuberosum inoculado con un preparado microbiano con actividad ácido láctica. Se utilizó proporciones de 15% y 25% de materiales fibrosos, según tratamiento; 2% de melaza, 1% de urea; 2% del preparado microbial, 0,5% premezcla mineral y 0,5% de sulfato de sodio. Estos ingredientes se mezclaron hasta obtener una pasta homogénea. Se distribuyó en bolsas plásticas selladas no herméticamente. Fermentación sólida: Se procedió a incubar las bolsas plásticas a temperatura de 20ºC, con una inclusión de 0,5% de carbonato de calcio y 2% del preparado microbial, en incubadoras individuales marca Memmert®, durante 48 horas, cada bolsa representó una unidad experimental, con tres repeticiones cada una, según los tratamientos. Se tomaron muestras a las 0, 24 y 48 horas de fermentación. Los valores microbiológicos obtenidos demuestran la inocuidad del producto, el cual tiene un potencial en la alimentación animal. Palabras clave: fermentación en estado sólido| Solanum tuberosum| bacterias ácido lácticas. REDVET Rev. Electrón. vet. http://www.veterinaria.org/revistas/redvet 2017 Volumen 18 Nº 8 - http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n080817.html Evaluación del efecto de la inclusión de materiales fibrosos en la fermentación en estado sólido de residuos poscosecha de papa (Solanum tuberosum) inoculado con preparado microbial http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n080817/081711.pdf 2 Abstract In this study, the use of three fibrous materials for fermentation of postharvest potato waste arises. These materials (wheat bran, alfalfa meal and rice flour), are easily obtained in the study area, because in Colombia, traditionally the crops that stand out for their share in the total production of transients are rice and the potato. Both the pope and industrial processes it, there are lots of highly polluting waste and with a potential to be reused in other processes (Chintagunta, et al. 2015) is why the objective was to evaluate the effect of inclusion fibrous plant materials in the kinetics of solid state fermentation residues postharvest Solanum tuberosum inoculated with a lactic acid prepared with microbial activity. proportions of 15% was used and 25% of fibrous materials, according treatment; 2% molasses, 1% of urea; 2% of the microbial preparation, mineral premix 0.5% and 0.5% of sodium sulfate. These ingredients were mixed until a homogeneous paste. It was not hermetically sealed distributed in plastic bags. solid fermentation proceeded to incubate plastic bags at 20 ° C, with inclusion of 0.5% of calcium carbonate and 2% of the microbial preparation, in single brand Memmert® incubators for 48 hours, each representing a unit bag experimental, with three repetitions each, according to the treatments. samples at 0, 24 and 48 hours of fermentation were taken. The values obtained demonstrate the microbiological safety of the product, which has a potential in animal feed. Keywords: solid state fermentation | Solanum tuberosum | lactic bacteria acid. Introducción Díaz et al. (2014), manifiestan que la biotecnología convencional, puede aplicarse a la producción de alimentos para animales, a partir de la utilización de residuos orgánicos post cosecha y agroindustriales, la cual incrementa la cantidad y disponibilidad de nutrientes y su digestibilidad, una de las técnicas utilizadas es la del ensilaje. Esta técnica ofrece la posibilidad de conservar alimentos durante épocas de alta producción para su empleo futuro, especialmente en períodos de escasez por sequía y puede ser conservado por meses y aún por años y ser usado en cualquier momento, ésta innovación tecnológica destaca al ensilaje de maíz, que permite aumentar la producción en vacas lecheras. Según (Ramírez et al. 2011) por medio de este proceso las bacterias ácido lácticas (BAL) nativas presentes en el forraje, o bien adicionadas como cultivo iniciador, convierten los azúcares solubles en ácidos orgánicos entre los que predomina el ácido láctico, como consecuencia el pH es disminuido hasta un nivel en que las bacterias indeseables se inhiben y la mayor parte del forraje es conservado. El desarrollo de las BAL tiene lugar a REDVET Rev. Electrón. vet. http://www.veterinaria.org/revistas/redvet 2017 Volumen 18 Nº 8 - http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n080817.html Evaluación del efecto de la inclusión de materiales fibrosos en la fermentación en estado sólido de residuos poscosecha de papa (Solanum tuberosum) inoculado con preparado microbial http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n080817/081711.pdf 3 valores de pH entre 4,5 y 6, deteniéndose su actividad a un pH entre 3,2 y 3,8. El ensilajees una fermentación en estado sólido (FES), proceso que permite el aprovechamiento de fuentes no convencionales de carbohidratos como los residuos fibrosos para la alimentación animal mediante el uso de microorganismos (Díaz-Plascencia. 2011). Una aplicación de fermentación en estado sólido (FES) de residuos agrícolas lignocelulósicos acompañados de fuentes de energía de fácil fermentación, para producir proteína no convencional para alimentación animal, es el uso de residuos agroindustriales de caña de azúcar, desarrollado en Cuba, en donde se obtuvo alimentos como la Saccharina y el Bagarip, entre los más destacados, por sus aplicaciones como sustitutos parciales de alimentos tradicionales y como suplementos dietéticos en algunos animales (Julián y Ramos. 2007). En el presente estudio, se plantea la utilización de tres materias fibrosas para la fermentación de los desechos poscosecha de la papa. Estas materias (salvado de trigo, harina de alfalfa y harina de arroz), son de fácil consecución en la zona de estudio, debido a que en Colombia, tradicionalmente los cultivos que sobresalen por su participación en la producción total de transitorios son el arroz y la papa. Estos cultivos concentraron aproximadamente el 88% de la producción nacional, correspondiendo a la papa (Solanum tuberosum) el 37%, al arroz (Oryza sativa) el 34%, y se producen fundamentalmente en los Departamentos de Tolima, Huila, Boyacá, Cundinamarca y Nariño. Respecto al trigo (Triticum sativum) su participación es del 0,3% en la producción total. Esta proviene principalmente de Boyacá y Nariño, quienes concentran el 98% de la cosecha (ENA. 2011). La alfalfa (Medicago sativa) es cultivada en el trópico alto y utilizada ampliamente como cultivo forrajero en la alimentación animal en los Departamento de Boyacá, Cundinamarca y Nariño, zonas fría del país. Estos cultivos generan residuales, tanto de la papa como de los procesos industriales de ella, quedan gran cantidad de residuos altamente contaminantes y con un potencial de ser reutilizados en otros procesos (Chintagunta, et al. 2015) es por ello que el objetivo fue evaluar el efecto de la inclusión de materiales vegetales fibrosos en la cinética de fermentación en estado sólido de residuos poscosecha de Solanum tuberosum inoculado con un preparado microbiano con actividad ácido láctica. Materiales y métodos Residuo poscosecha de la papa: Se empleó los tubérculos de la papa (Solanum tuberosum), obtenidos comercialmente, previamente limpios y picados finamente, se adiciono el preparado microbiano y el material secante así: Proporciones: Se utilizó proporciones de 15% y 25% de materiales fibrosos, según tratamiento; 2% de melaza, 1% de urea; 2% del preparado microbial, REDVET Rev. Electrón. vet. http://www.veterinaria.org/revistas/redvet 2017 Volumen 18 Nº 8 - http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n080817.html Evaluación del efecto de la inclusión de materiales fibrosos en la fermentación en estado sólido de residuos poscosecha de papa (Solanum tuberosum) inoculado con preparado microbial http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n080817/081711.pdf 4 0,5% premezcla mineral y 0,5% de sulfato de sodio. Estos ingredientes se mezclaron hasta obtener una pasta homogénea. Se distribuyó en bolsas plásticas selladas no herméticamente. Tabla 1. Composición de las materias primas utilizadas como material vegetal fibroso en la fermentación en estado sólido de residuos poscosecha de Solanum tuberosum inoculado con preparado microbial con actividad ácido láctica. Material vegetal fibroso Indicadores (%) Salvado de trigo Harina de alfalfa Harina de arroz MS 87.7 87.5 91.7 Cz 5.0 10.4 8.3 PC 15.1 16 13 FC 9.8 34.6 7.5 EE 3.5 1.98 17.2 Procedimiento Experimental Fermentación sólida: Se procedió a incubar las bolsas plásticas a temperatura de 20ºC, con una inclusión de 0,5% de carbonato de calcio y 2% del preparado microbial, en incubadoras individuales marca Memmert®, durante 48 horas, cada bolsa representó una unidad experimental, con tres repeticiones cada una, según los tratamientos. Se tomaron muestras a las 0, 24 y 48 horas de fermentación. Toma de muestra: El contenido de las bolsas de cada tratamiento fue recolectado en su totalidad y homogenizado, luego se tomaron 5g de muestra que se colocaron en Erlenmeyers de 100 ml y se les adicionó 45 ml de agua destilada estéril. La preparación se agitó durante 30 minutos en un agitador eléctrico marca Adams® y posteriormente se obtuvo el filtrado para medición del pH en un potenciómetro automático marca Okaton® Análisis Químico Se les realizó análisis químico a las muestras tomadas a diferentes tiempos y temperaturas. El total de los sólidos que quedó en las bolsas se secaron y se molieron en un molino de martillo marca UDY®, con criba de 1 mm, para análisis bromatológico mediante las siguientes técnicas analíticas: materia seca (MS), proteína cruda (PC) y porcentaje de nitrógeno amoniacal (NH3) por métodos establecidos por la A.O.A.C (2000); proteína verdadera del REDVET Rev. Electrón. vet. http://www.veterinaria.org/revistas/redvet 2017 Volumen 18 Nº 8 - http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n080817.html Evaluación del efecto de la inclusión de materiales fibrosos en la fermentación en estado sólido de residuos poscosecha de papa (Solanum tuberosum) inoculado con preparado microbial http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n080817/081711.pdf 5 filtrado (PV) según, Berstein citado por Meir (1986), fibra neutra detergente (FND) y fibra ácida detergente (FAD), de acuerdo con Van Soest et al. (1991). Análisis estadístico Se realizó análisis de varianza según diseño completamente aleatorizado con arreglo factorial (3x3) para los indicadores fermentativos y químicos PC, PV, MS, FND, FAD, pH, ácido láctico y NH3. Los factores fueron para el 15% de inclusión de tres materiales vegetales fibrosos (salvado de trigo, harina de alfalfa y harina de arroz) y tres tiempos de fermentación 0, 24 y 48 horas con tres repeticiones con los indicadores a estudiar. Los factores fueron para 25% de inclusión de tres materiales vegetales fibrosos (salvado de trigo, harina de alfalfa y harina de arroz) y tres tiempos de fermentación 0, 24 y 48 horas con tres repeticiones con los indicadores a estudiar. Se aplicó dócima de Duncan (1955), para P<0.05 en los casos necesarios. Variables donde la interacción fue significativa y se realizó el análisis de correlación de Pearson para las variables en estudio. El paquete estadístico utilizado para los análisis fue INFOSTAT, versión 2012 (Di Rienzo et al. 2012). Resultados y discusión En la dinámica de fermentación sólida de los residuos poscosecha de Solanum tuberosum inoculado con el preparado microbial, la inclusión del 15% de los distintos materiales fibrosos mostraron disminución del pH (Tabla 2), el salvado de trigo, presenta los valores finales más bajos de 4.73 a las 48 horas, en este caso el aumento de un 10% del salvado de trigo con respecto al 5% inicial, no estabilizó este indicador, aun cuando se le añadió 0.50% de carbonato de calcio, sin embargo la inclusión del 15% de la harina de alfalfa y de arroz con el 0.50% de CaCo3, si favorecieron este indicador en las primeras 24 horas de iniciado el proceso (P<0,0001). Zhang y Wang. (2013), en su trabajo manifiestan que en la fermentación de residuos de alimentos el CaCo3, logra mantener la estabilidad necesaria para obtener un rendimiento máximo de hidrógeno, mejorando el crecimiento microbiano, debido a la existencia de elementos inorgánicos como el calcio. Por otro lado el amoniaco producido con una concentración más alta que la fermentación inicial, tuvo el mismo comportamiento que el pH debido probablemente a la concentración de AGCC y el ácido láctico producido por el inóculo de bacterias lácticas presentes en el preparado microbial (Berradre et al. 2009) noasí para la harina de alfalfa donde no hay diferencias en relación al tiempo de fermentación ni con respecto al salvado de trigo ni a la harina de arroz en las 24 y 48 horas de iniciado el proceso. El análisis de correlación mostró que estos indicadores están altamente correlacionados r= 0.89. REDVET Rev. Electrón. vet. http://www.veterinaria.org/revistas/redvet 2017 Volumen 18 Nº 8 - http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n080817.html Evaluación del efecto de la inclusión de materiales fibrosos en la fermentación en estado sólido de residuos poscosecha de papa (Solanum tuberosum) inoculado con preparado microbial http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n080817/081711.pdf 6 Según Pejin et al. (2015) el carbonato de calcio tiene efecto significativo sobre la fermentación del ácido láctico por la cepa de Lactobacillus lactis-11, como agente de neutralización, proporcionándole un microambiente favorable a la célula para su crecimiento. Se ha informado además por Martínez et al. (2013) que las partículas minerales como el calcio, pueden beneficiar el crecimiento y la actividad de los microorganismos y pueden absorber parte de la materia orgánica, lo que podría ser utilizado por las bacterias para sintetizar y transformar en energía activando muchas reacciones enzimáticas o manteniendo el estado normal fisiológico de los microorganismos. Tabla 2. Efecto de inclusión del 15% del material vegetal fibroso en el pH, NH3, de la fermentación sólido de residuos poscosecha de Solanum tuberosum inoculado con preparado microbial. Material vegetal fibroso (15%) Indicadores (%) Tiempo (h) Salvado de trigo Harina de alfalfa Harina de arroz EE y Sign 0 6,77 h 6,18 g 6,78 h 24 5,38 d 5,72 e 5,82 f pH 48 4,73 a 5,17 c 5,04 b ±0,0140 P<0,0001 0 12,00 b 7,00 a 11,67 b 24 7,67 a 6,33 a 8,33 a NH3 ( µeq/l) 48 7,00 a 6,33 a 7,67 a ±0,6939 P=0,0428 a,b,c…h Letras diferentes en los superíndices en la misma fila indican diferencias significativas a P<0.05 (Duncan). En la Tabla 3, se muestra el efecto de inclusión del 15% del material vegetal fibroso en la proteína durante la fermentación sólida de residuos poscosecha de Solanum tuberosum inoculado con el preparado microbial. Según los datos del laboratorio la proteína cruda del salvado de trigo, harina de alfalfa y harina de arroz es de 15%, 16%,13% respectivamente, sin embargo, el inóculo añadido solo tuvo efecto marcado con la adición del salvado de trigo aumentando la proteína cruda en 24 horas y 16. 74 unidades porcentuales con respecto a la proteína del material, para la harina de alfalfa y harina de arroz estas diferencias son de 8.57 y 12.79 unidades porcentuales. Sin embargo, la relación proteína verdadera y la proteína bruta indican que para este porciento de inclusión la harina de alfalfa es mayor (61.55%) durante la fermentación, seguido de salvado de trigo con 55.48% y de la harina de arroz con 53.48%, lo que señala que los indicadores de la fermentación pH, ácidos REDVET Rev. Electrón. vet. http://www.veterinaria.org/revistas/redvet 2017 Volumen 18 Nº 8 - http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n080817.html Evaluación del efecto de la inclusión de materiales fibrosos en la fermentación en estado sólido de residuos poscosecha de papa (Solanum tuberosum) inoculado con preparado microbial http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n080817/081711.pdf 7 orgánicos favorecieron esta relación al aumentar la biomasa proteica. El incremento de esta biomasa fue en todos los casos con relación a valores iniciales (8.84%) de la fermentación con el preparado microbial. La correlación de la proteína verdadera con el indicador pH solo se encontró para la alfalfa (r=0.92) durante la fermentación, y para el salvado de trigo a las 24 horas (r=0.99). Este incremento de proteína se basa en la producción de proteína microbiana expresada tanto como metabolitos extracelulares de las BAL y otros microorganismos presentes en el proceso en menor cuantía, como en la síntesis de la misma célula bacteriana, que al final es parte del producto generado y aporta con proteína al resultado final. Se evidencia una afinidad ecológica entre los sustratos evaluados y las cepas de BAL desde el inóculo utilizado (Díaz, et al. 2014). Tabla 3. Efecto de inclusión del 15% del material vegetal fibroso en la proteína durante la fermentación sólida de residuos poscosecha de Solanum tuberosum inoculado con el preparado microbial. Material vegetal fibroso (15%) Indicadores (%) Tiempo (h) Salvado de trigo Harina de alfalfa Harina de arroz EE y Sign 0 23,65 c 19,75 a 23,73 c 24 31,74 e 19,01 a 21,05 b PC 48 29,36 d 21,90 b 24,38 c ±0,4165 P<0,0001 0 17,44 e 13,55 c 16,43 d PV 24 17,61 e 11,63 a 11,60 a 48 16,57 d 12,93 b 13,89 c ±0,1582 P<0,0001 a,b,c…f Letras diferentes en los superíndices en la misma fila indican diferencias significativas a P<0.05 (Duncan). Ramos (2006) empleando diferentes sustratos (maíz molido, sorgo molido, pulpa de cítrico deshidratada y pulidora de arroz) y fuentes energéticas en un estudio en Cuba se logró estimar que con los valores de PC ascienden a 17.52 a 22.98% y la PV de 10.62 a 13.27% al someterlos a FES, afirmando que este tipo de alimentos pudiera competir con alimentos comerciales; además, se demostró el potencial que tienen los procesos de FES en la producción de alimentos de mayor valor nutritivo para los animales, a partir de materiales fibrosos con bajo contenido de proteína, y disponibles local o regionalmente, como es el caso de la caña de azúcar. REDVET Rev. Electrón. vet. http://www.veterinaria.org/revistas/redvet 2017 Volumen 18 Nº 8 - http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n080817.html Evaluación del efecto de la inclusión de materiales fibrosos en la fermentación en estado sólido de residuos poscosecha de papa (Solanum tuberosum) inoculado con preparado microbial http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n080817/081711.pdf 8 Con la inclusión del 15% de material vegetal fibroso (Tabla 4), la MS disminuyó en los diferentes tiempos de fermentación para salvado de trigo, harina de alfalfa, harina de arroz en 10.33%, 7.78% y 9.71% respectivamente Wattiaux (2009) reportó que usualmente un ensilaje con mayor cantidad de MS es más palatable en parte, debido a su bajo contenido de ácido láctico. Estos resultados indican que las fermentación con la harina de alfalfa, poseen valores más adecuados para materia seca que el de harina de arroz y salvado de trigo en ese orden respectivamente. Las fracciones de fibra (FDN y FDA) del ensilaje se redujeron con la inoculación del preparado microbial, en comparación con el control con diferencias estadísticas P<0,0001. En la harina de alfalfa se obtuvo el mayor descenso de la FND en 12.78 unidades porcentuales, mientras que en la harina de arroz fue de 6,02. Al igual que en otros estudios, en donde se informa que el contenido de fibra se reduce con la inoculación Nkosi (2010), sin embargo en el salvado de trigo este indicador se concentró en casi un 20%, lo cual demuestra la diferencia en contenido de fibra de los materiales utilizados, tendencia que se mantiene durante la fermentación de estos. Este comportamiento, se repite en los mismos tratamientos para FDA con valores que van desde 6.95 hasta 14.98 %. Se encontró correlación entre estos indicadores (MS y FND) con la inclusión de harina de alfalfa r=0.99 en las primeras 24 horas de fermentación. En la fibra ácida hubo diferencias en el comportamiento donde es más notable en la fermentación con la inclusión de harina de alfalfa con la disminución de 13.18% directamente relacionado con la hemicelulosa del proceso, no así para el resto de los tratamientos. Tabla 4. Efecto de inclusión del 15% del material vegetal fibroso en la MS y la fibra durante la fermentación sólida de residuos poscosecha de Solanum tuberosum inoculadocon el preparado microbial. Material vegetal fibroso (15%) Indicadores (%) Tiempo (h) Salvado de trigo Harina de alfalfa Harina de arroz EE y Sign 0 73,40 g 77,86 i 76,78 h 24 66,67 d 68,47 f 61,98 a MS 48 63,13 b 65,63 c 67,07 e ±0,0115 P<0,0001 0 48,61 c 53,93 e 63,34 i FND 24 46,94 b 49,44 d 62,66 h ±0,0129 P<0,0001 REDVET Rev. Electrón. vet. http://www.veterinaria.org/revistas/redvet 2017 Volumen 18 Nº 8 - http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n080817.html Evaluación del efecto de la inclusión de materiales fibrosos en la fermentación en estado sólido de residuos poscosecha de papa (Solanum tuberosum) inoculado con preparado microbial http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n080817/081711.pdf 9 48 61,11 g 35,76 a 57,32 f 0 18,96 g 26,26 i 5.74 b 24 23,02 h 15,24 f 4.84 a FAD 48 14,98 e 11,96 d 6.95 c ±0,0153 P<0,0001 0 51,39c 46,07b 36,66a 24 53,06c 50,56b 37,34a Contenido celular 48 38,89a 64,24c 42,68b 0,01 P<0,0001 0 29,65b 27,67a 57,60c 24 23,92a 34,20b 57,82c Hemicelulosa 48 46,13b 23,80a 50,37c 0,02 P<0,0001 a,b,c…i Letras diferentes en los superíndices en la misma fila indican diferencias significativas a P<0.05 (Duncan). En la Tabla 5, se observa el efecto de inclusión del 25% del material vegetal fibroso en el pH el NH3, de la fermentación sólida de residuos poscosecha de Solanum tuberosum inoculado con preparado microbial. Para el salvado de trigo se mantiene los valores más bajos de pH después de las 24 horas de iniciado el proceso de fermentación de 4.91 valor que la literatura lo reporta como inhibidor de patógenos (Stefanie et al. 2001, Ventura-Canseco et al. 2012) La competencia biológica entre distintos tipos de bacterias que generan varios tipos de metabolitos y las de tipo ácido lácticas, tienen influencia directa sobre la curva del pH, al parecer prevalecen estas últimas gracias a la producción de ácido láctico y otros ácidos orgánicos de cadena corta (García et al. 2005, Elías y Lezcano (2000). De igual manera, Valiño et al. (1994), sostuvieron que los ácidos orgánicos de la fermentación y el NH3 resultante de la hidrólisis de la urea afectan al pH. En los otros materiales fibrosos este indicador no baja drásticamente. De esta manera, el pH de todos los tratamientos se ubica en el rango adecuado para este tipo de fermentación, cuyo valor debe ser mucho más bajo que el del producto original (Ventura- Canseco et al. 2012). En cambio en la dinámica de la evolución del amoniaco fue diferente en cada caso no encontrando variación en la cantidad de amoníaco producida con la inclusión del 25% de salvado de trigo la fermentación y las primeras 24 horas de iniciado el proceso para el tratamiento con harina de arroz, lo cual pudo estar influido por la concentración de ácidos orgánicos y por otro lado el preparado microbiano utilizado en este tratamiento con fuente de nitrógeno REDVET Rev. Electrón. vet. http://www.veterinaria.org/revistas/redvet 2017 Volumen 18 Nº 8 - http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n080817.html Evaluación del efecto de la inclusión de materiales fibrosos en la fermentación en estado sólido de residuos poscosecha de papa (Solanum tuberosum) inoculado con preparado microbial http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n080817/081711.pdf 10 no proteico para la fermentación, contiene mezclas de cepas de Lactobacilos heterofermentativas, lo cual demuestra este tipo de comportamiento. En la harina de alfalfa hay diferencias durante las 48 horas con valores similares a la inclusión del 15% para una r=0.98. Según Aranda et al. (2012) durante el proceso FES los microorganismos requieren de fuentes de nitrógeno, como la urea, y de carbohidratos solubles como la miel para convertir mediante reacciones metabólicas el nitrógeno no proteico en nitrógeno proteico, maximizando el uso eficiente el NH3 en la síntesis de aminoácidos. Como puede apreciarse tanto para la inclusión del 15 como del 25% la disminución de amoníaco pudo también estar relacionada con crecimiento microbiano. Tabla 5. Efecto de inclusión del 25% del material vegetal fibroso en el pH, NH3, de la fermentación sólido de residuos poscosecha de Solanum tuberosum inoculado con preparado microbial. Material vegetal fibroso (25%) Indicadores (%) Tiempo Salvado de trigo Harina de alfalfa Harina de arroz EE y Signif. 0 6,85 h 6,33 f 6,63 g 24 6,12 e 6,30 f 5,87 d pH 48 4,91 a 5,22 b 5,63 c ±0,0447 P<0,0001 0 12,00 c 5,00 a 11,67 c 24 12,33 c 7,67 b 13,33 c NH3 48 12,33 c 6,33 ab 7,00 b ±0,6086 P=0,0002 a,b,c…i Letras diferentes en los superíndices en la misma fila indican diferencias significativas a P<0.05 (Duncan). Cuando se incluye el 25 % de los materiales vegetales fibrosos se observa que favorece la fermentación en relación al 15% de inclusión de acuerdo a los valores de PC y PV como se muestra en la Tabla 6. La relación proteína verdadera con respecto a la proteína cruda es alta para el salvado de trigo y la harina de alfalfa y en menor cuantía en la harina de arroz, sin embargo la características de la fermentación final con alfalfa denotó una mayor consistencia, expresado en la materia seca final de la fermentación Tabla 7, las cuales mostraron disminución de los valores de materia seca para la harina de alfalfa de 5.05% comparado con el salvado de trigo de 17,3% y harina de arroz con 16.40% , además de olor agradable y REDVET Rev. Electrón. vet. http://www.veterinaria.org/revistas/redvet 2017 Volumen 18 Nº 8 - http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n080817.html Evaluación del efecto de la inclusión de materiales fibrosos en la fermentación en estado sólido de residuos poscosecha de papa (Solanum tuberosum) inoculado con preparado microbial http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n080817/081711.pdf 11 otras características organolépticas como color y textura. Thomas et al. 2013, mostraron la importancia de inocular con BAL en la elaboración del ensilaje de papa, estos autores lograron mejorar los indicadores fermentativos y las características del alimento para la alimentación animal especialmente de rumiantes. Tabla 6. Efecto de inclusión del 25% material vegetal fibroso en la materia seca y la fibra durante la fermentación sólida de los residuos poscosecha de Solanum tuberosum inoculado con el preparado microbial. Material vegetal fibroso (25%) Indicadores (%) Tiempo (h) Salvado de trigo Harina de alfalfa Harina de arroz EE y Sign. 0 27,24 e 22,73 a 24,57 c 24 26,42 de 23,51 ab 24,36 bc PC 48 29,97 f 23,18 a 25,79 d ±0,2962 P<0,0001 0 20,37 f 16,32 d 17,29 e 24 16,65 d 14,47 b 14,42 b PV 48 17,38 e 15,73 c 13,81 a ±0,1518 P<0,0001 a,b,c…i Letras diferentes en los superíndices en la misma fila indican diferencias significativas a P<0.05 (Duncan, 1955). Los valores encontrados para las porciones de fibra estudiadas, FDN y FDA, en los materiales fibrosos difieren estadísticamente (P<0,001) entre todos los tratamientos y entre los inoculantes dentro de cada tratamiento, lo cual significa que hubo un efecto de éstos sobre el indicador. El mayor efecto sobre FDN y FDA, se detecta con 25% de inclusión de fibra, para el salvado de trigo y la harina de alfalfa siendo el valor más bajo el de la harina de alfalfa esto se debe al efecto del ácido láctico y AGCC generados por los microorganismos contenidos en este preparado microbiano, el cual posee una flora mixta formada por BAL heterofermentativas, lo cual le confiere características promisorias. La asociación refleja estilos de vida sinérgicos o sintróficos en el que el crecimiento y el flujo cíclico de nutrientes se conduce más efectiva y eficientemente que en poblaciones individuales (Ingraham e Ingraham 2007). Sin embargo, en la harina de arroz se presenta un incremento en su valor final a las 48h. La FDA frente a los valores inicialesse observa un descenso marcado especialmente en la harina de alfalfa, donde fue muy evidente, tanto en la inclusión de 15% como de 25%, llegando a superar una disminución REDVET Rev. Electrón. vet. http://www.veterinaria.org/revistas/redvet 2017 Volumen 18 Nº 8 - http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n080817.html Evaluación del efecto de la inclusión de materiales fibrosos en la fermentación en estado sólido de residuos poscosecha de papa (Solanum tuberosum) inoculado con preparado microbial http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n080817/081711.pdf 12 porcentual aproximada del 50%, y el menor valor lo reporta la harina de arroz donde solo presenta una diferencia de un punto porcentual frente al valor inicial. Nkosi et al. (2011) concluyeron que la inoculación del ensilaje de rastrojo de maíz con Lactobacillus lactis y Lactobacillus buchneri mejoró el consumo y la digestibilidad de la materia seca, materia orgánica, proteína bruta y la fibra, además mejoró la fermentación del ensilaje y digestibilidad de la dieta. De igual manera Ozkose et al. (2009) informaron la reducción de fracciones de fibras en ensilaje de paja de trigo con inoculación de Lactobacillus lactis en comparación con el control. La inoculación de ensilaje de sorgo con Lactobacillus plantarum y L. buchneri redujeron la FDN en 6,47 % y la FDA en un 3,25 %, lo cual incrementó la degradabilidad de la pared celular y mejoró la digestibilidad in vitro de los nutrientes (Thomas et al. 2013). Tabla 7.Efecto de inclusión del 25% del material vegetal fibroso en la MS y la fibra durante la fermentación sólida de residuos poscosecha de Solanum tuberosum inoculado con el preparado microbial. Material vegetal fibroso (25%) Indicadores (%) Tiempo (h) Salvado de trigo Harina de alfalfa Harina de arroz EE y Sign. 0 82,60 i 80,86 h 79,28 g 24 69,96 d 70,70 e 64,61 b MS 48 65,38 c 75,80 f 62,52 a ±0,0115 P<0,0001 0 62,71 i 59,61 g 53,98 e 24 52,63 d 58,42 f 50,54 c FDN 48 50,34 b 50,16 a 62,40 h ±0,0129 P<0,0001 0 16,13 e 41,89 i 8,91 c 24 16,96 f 25,97 h 8,33 b FDA 48 10,13 d 23,44 g 7,46 a ±0,0141 P<0,0001 0 37,29a 40,39b 46,02c Contenido celular 24 47,37b 41,58a 49,46c 0,01 P<0,0001 REDVET Rev. Electrón. vet. http://www.veterinaria.org/revistas/redvet 2017 Volumen 18 Nº 8 - http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n080817.html Evaluación del efecto de la inclusión de materiales fibrosos en la fermentación en estado sólido de residuos poscosecha de papa (Solanum tuberosum) inoculado con preparado microbial http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n080817/081711.pdf 13 48 49,84c 49,66b 37,60a 0 46,58c 17,72a 45,07b 24 26,66a 41,46b 42,21c hemicelulosa 48 40,21b 26,72a 54,94c 0,02 P<0,0001 a,b,c…i Letras diferentes en los superíndices en la misma fila indican diferencias significativas a P<0.05 (Duncan). Nkosi et al. 2015, evaluaron la calidad de un ensilaje elaborado con desechos de papa, e inoculado con BAL, el cual fue suministrado a carneros con heno de alfalfa, y se encontró aumento de la proteína, disminuyó la fibra y aumento de la digestibilidad en los animales y el material secante utilizado (salvado de trigo) mejoró el contenido de materia seca del ensilaje. Comportamiento similar a lo ocurrido en el presente trabajo con la incorporación de las diferentes materias primas que actuaron como materiales secantes dentro del alimento y mejoraron sensiblemente el contenido de la MS final y la disminución de la fibra pudiera estar relacionado a la concentración de ácido láctico y ácidos orgánicos producidos durante la fermentación. Por otro lado se ha informado que los efectos de los inoculantes BAL sobre la degradación de la fibra, no son consistentes porque BAL no pueden utilizar eficazmente la fibra como fuente de energía para producir ácido láctico (Muck. 2010). Al evaluar tres características organolépticas de las fermentaciones con el 15% y el 25% de inclusión del material fibroso: color, olor y textura, según Gross (1969). Se considera por los resultados obtenidos que todas los materiales fibrosos utilizados como material absorbente cumplieron dicha función, sin embargo el valor más alto de 100 puntos en los tres indicadores fue para el 25% de inclusión de harina de alfalfa, la cual se le verificó un color original (verde) similar a su material de partida, olor dulce agradable y textura consistente, según Kung y Shaver (2002) es propio de una buena fermentación, seguido por los tratamientos con salvado de trigo con 90 puntos en los tres aspectos y harina de arroz, con 85 puntos para olor y color, y 80 puntos para textura. Todos las fermentaciones superaron valores de 80 puntos en las tres características evaluadas, y se califican como de buena y excelente calidad (Gross 1969) adecuadas para el consumo animal. Al analizar en forma integral los resultados de los experimentos de los capítulos 2, 3 y 4, se induce que el pH bajo indica que el preparado microbial, las sales minerales y el agua, actúan como un bioacelerante y estabilizador del proceso de fermentación (Ventura et al. 2012), mediante la proliferación a gran escala de bacterias acido lácticas heterofermentativas, estas producen ácidos orgánicos como el láctico y AGCC, que logran descender el pH del medio (García et al. 2005), por tanto eliminar los patógenos (Piñeros et al. 2011), se mejora la estabilización del pH durante la fermentación con la inclusión del CaCO3 (Yang et al. 2015) finalmente los microorganismos se REDVET Rev. Electrón. vet. http://www.veterinaria.org/revistas/redvet 2017 Volumen 18 Nº 8 - http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n080817.html Evaluación del efecto de la inclusión de materiales fibrosos en la fermentación en estado sólido de residuos poscosecha de papa (Solanum tuberosum) inoculado con preparado microbial http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n080817/081711.pdf 14 incorporaron en forma de biomasa con un 2%, con el aporte de proteína al producto final, esto fue demostrado por Brizuela et al. (2007) y Díaz et al. (2014) en un período de tiempo de 48 horas. Los estudios también podrían considerar factores del alimento como propiedad funcional (Nuraida. 2015). Por lo que al producto final obtenido de la fermentación de residuos poscosecha de Solanum tuberosum inoculado con un preparado microbial y con las siguientes condiciones: 25% de harina de alfalfa, 0.50% de CaCo3, fermentado a 20°durante 48 horas se le denominó producto “FES-papa”. 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